促铁死亡饮食驱动晚期酒精性肝病发生机制研究

本刊推荐：为解决缺乏晚期酒精性肝病（ALD）动物模型的问题，研究人员通过改良Lieber-Decarli（LD）饮食开发出促铁死亡饮食（PFLD），发现约30%小鼠出现肝纤维化和大泡性脂肪变等晚期ALD特征。该研究揭示了膳食脂质组成通过调控铁死亡（ferroptosis）决定ALD严重程度的重要机制，为开发治疗策略提供了新模型。

　　

酒精性肝病（ALD）是美国最常见的肝脏疾病之一，其晚期阶段包括酒精性肝炎和酒精性肝硬化，以肝纤维化为特征，死亡率极高。然而，该领域研究长期面临一个关键瓶颈——缺乏能够模拟人类晚期ALD的动物模型。目前最广泛使用的NIAAA模型通过Lieber-Decarli（LD）饮食给予酒精，虽然能重现早期酒精性脂肪性肝炎（ASH）特征，却无法进展到晚期疾病阶段，极大限制了治疗策略的开发。

先前研究发现，酒精通过铁死亡（ferroptosis）途径引起肝细胞损伤。这种细胞死亡方式由铁催化的多不饱和脂肪酸（PUFAs）过氧化触发，受到单不饱和脂肪酸（MUFAs）、维生素E等营养素的抑制。研究人员推测，标准LD饮食中富含的橄榄油（含大量MUFAs）和维生素E，以及缺乏促铁死亡的铁元素，可能通过抑制铁死亡而限制了ALD的进展。

为验证这一假说，研究团队对LD饮食进行了三项关键改良：去除维生素E、增加铁含量（至150 mg/L）、用富含PUFAs的鱼油替代含MUFAs的橄榄油，创建了促铁死亡LD（PFLD）饮食。通过这种创新性的饮食设计，他们成功建立了能够模拟人类晚期ALD的小鼠模型。

研究采用了多种关键技术方法：使用定制PFLD饮食进行动物模型构建；通过qRT-PCR检测肝纤维化标志基因（Mcp-1、Col1a1、Col1a2、Col3a1）表达；采用免疫印迹分析SREBP1c和超氧化PRDX3蛋白水平；通过GC/MS进行脂质组学分析测定脂肪酸组成；使用皮罗红染色和H&E染色进行肝纤维化和脂肪变病理学评估。

促铁死亡LD（PFLD）饮食使小鼠能够发展晚期ALD

研究发现，通过PFLD饮食给予酒精的小鼠出现体重减轻的双峰分布，约30%小鼠表现为严重体重减轻，类似酒精性肝炎患者的临床表现。这些小鼠肝脏Mcp-1表达显著升高，AST和ALT水平明显提升，表明存在严重肝损伤。更重要的是，仅这些小鼠表现出胶原纤维基因（Col1a1、Col1a2、Col3a1）表达上调和早期肝纤维化，证实了晚期ALD的特征。

晚期ALD小鼠肝脏中积累更多PUFAs

脂质分析显示，PFLD饮食增加了肝脏二十二碳六烯酸（DHA）水平，酒精喂养进一步放大了这种积累。晚期ALD小鼠肝脏中DHA和花生四烯酸（AA）水平显著高于同组无晚期疾病的小鼠。相反，油酸（OA）水平在PFLD饮食组中较低，且在晚期ALD小鼠中未特别升高。免疫印迹分析发现，晚期ALD小鼠中超氧化PRDX3水平更高，表明铁死亡程度加剧。

晚期ALD小鼠出现由PUFA-TG积累驱动的大泡性脂肪变

研究发现酒精喂养增加了PUFA-containing甘油三酯（TGs）的积累，这种效应在PFLD饮食组中尤为明显。晚期ALD小鼠肝脏中DHA-TGs和AA-TGs水平最高，PUFA-TGs百分比显著高于同组无晚期疾病的小鼠。这些小鼠表现出大泡性脂肪变，脂肪变评分更高，总TG水平是对照组的两倍以上，表明PUFA-TGs的过度积累与疾病严重程度相关。

ALD通过不同于NAFLD的机制诱导肝脏TG积累

与非酒精性脂肪肝病（NAFLD）不同，酒精喂养实际上抑制了SREBP1c的蛋白水解激活，降低了Fasn和Insig-1等靶基因表达，表明ALD中的脂质积累机制独立于SREBP1c激活途径。

延长酒精喂养时间不会增加发生晚期ALD小鼠的比例

即使将酒精喂养时间延长至18天，仍然只有约30%的小鼠发展为晚期ALD，表明疾病发生不完全取决于喂养时间，可能受到个体遗传或代谢因素的影响。

研究结论表明，PFLD饮食通过促进铁死亡使得小鼠能够发展晚期ALD，而标准LD饮食中的橄榄油（富含OA）和维生素E可能通过抑制铁死亡而减轻疾病严重程度。这一发现为地中海饮食中橄榄油的保护作用提供了机制解释，同时也警示了酒精与鱼油（富含PUFAs）可能存在的有害相互作用。

重要的是，研究发现酒精诱导的PUFA积累促进了肝脏脂肪变，晚期ALD小鼠具有最高的总TG水平和PUFA-TGs百分比。与NAFLD不同，ALD中的脂质积累不依赖于SREBP1c激活，可能源于脂肪细胞脂解释放的PUFAs。这一发现将PNPLA3(I148M)突变——晚期ALD最重要的遗传风险因素——与疾病机制联系起来，因为PNPLA3正是一种对多不饱和TGs具有底物特异性的脂肪酶。

该研究的局限性在于仅30%小鼠发展为晚期ALD，这种双峰分布模式反映了人类疾病中的类似情况——仅部分酒精过量消费者会进展为晚期疾病。未来研究可结合PNPLA3(I148M)等风险基因，进一步提高模型发生率。

这项由Yonggang Liang、Yanchao Xu、Megan Virostek等研究人员完成的工作，发表于《Journal of Lipid Research》，不仅提供了首个可靠的晚期ALD小鼠模型，更重要的是揭示了膳食脂质组成通过调控铁死亡过程决定ALD进展的关键机制，为开发针对晚期ALD的治疗策略奠定了坚实基础。